Qué es GRUPO -PUCP? Unidad Operativa del Departamento de Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica del Perú, que fue fundado en 1985.

Transcripción

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2 Qué es GRUPO -PUCP? Unidad Operativa del Departamento de Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica del Perú, que fue fundado en Investigación científica aplicada. Difusión y promoción de tecnologías apropiadas a través de proyectos de desarrollo. Proyectos de protección al medio ambiente. Mejorar la calidad de vida del poblador rural

3 Casa Ecológica: campo científico de experimentación y validación Contamos con el aporte de profesores, profesionales y estudiantes de diversas especialidades (equipo multidisciplinario). Contamos con más de 50 (tecnologías expuestas en el Campo Científico la casa Ecológica (PUCP) Laboratorio de cocinas, sistemas de calentamiento y aslamiento.

4 Ámbito de acción: zonas rurales del Perú Difundimos conocimiento de las tecnologías apropiadas en las zonas rurales del Perú

5 Tecnologías Apropiadas Satisface un necesidad (WEAHB). Bajo costo. Accesible al poblador. Contribuye a no dañar el medio ambiente.(tecnologías limpias) Los pobladores se puedan apropiar de los conocimientos tecnológicos. En muchos caso puede se replicado (tanto el conocimiento para realizar la tecnología como la practica, mantenimiento y el uso ) En otros casos puede ser difundido a través de estrategias empresariales

6 PAQUETES TECNOLÓGICOS GRUPO PUCP PARA COMBATIR LAS BAJAS TEMPERATURAS Y MEJORAR LA SALUD EN ZONAS ALTO ANDINAS Langui - Cusco

7 MURO CALIENTE PARA LA CALEFACCION DE VIVIENDAS material elaborado por: Miguel A. Hadzich Marín Andrés A. Mendoza Ruiz Expositor: Eduardo Anibal Pino Samalvides

8 INTRODUCCION El presente trabajo realiza un estudio y una optimización del Muro Caliente - GRUPO PUCP para el sector rural y urbano marginal de nuestro país, principalmente para las zonas andinas y alto andinas, en donde se producen temperaturas muy bajas y heladas. El proceso de optimización del muro Trombe se realizará a partir de los materiales de las zonas rurales y urbano marginales; mediante cálculos, análisis y pruebas experimentales de transferencia de calor para su eficaz proceso de captación, almacenamiento y distribución de la radiación solar.

9 INTRODUCCION Por ello, el objetivo principal de este trabajo es incrementar la temperatura en un valor de 10 C en el interior de la vivienda y así mejorar las condiciones de habitabilidad de los pobladores que residen en las zonas alto andinas de nuestro país, lugares donde están expuestos a temperaturas muy bajas y a heladas meteorológicas.

10 OBJETIVOS Objetivos general Optimización del muro Trombe a partir de los materiales que se cuentan en el lugar mediante cálculos de transferencia de calor, análisis y pruebas experimentales

11 OBJETIVOS Objetivos Específicos Este sistema mejorado aprovechara de la mejor manera la radiación solar y almacenamiento de ella. Este sistema será de fácil construcción y de materiales económicos lo cual garantizará la mejora de las condiciones de habitabilidad de las viviendas de las familias expuestas a las heladas meteorológicas.

12 OBJETIVOS Estudio del comportamiento térmico de diversos diseños y materiales típicos del lugar. Promover el uso de tecnologías alternativas de calefacción, y tecnologias alternativas en general.

13 Metodología de Optimización Selección del captador óptimo Cálculos de radiación Simulación del muro Trombe Pruebas experimentales del muro Trombe Comparación de resultados y Conclusiones

14 Objetivo MATERIAL CAPTADOR Análisis del comportamiento de materiales transparentes y translucidos en el proceso de almacenamiento de calor y transmisión de radiación solar. Materiales Armazón de madera Vidrio 6mm Vidrio de 4mm Vidrio doble Policarbonato doble Plástico Calamina Acrílico Plástico Vinifan

15 MATERIAL CAPTADOR Proceso de construcción El armazón de madera tiene las siguientes medidas: 20x52 cm2 y 60 cm de altura con un espesor de madera de 21mm El área de material transparente o translucido es de 39x49.5 cm2 El espacio entre el material transparente o translucido y el muro de adobe es de 18cm. La pared de adobe fue pintada del color negro para así garantizar mas absorción de calor.

16 MATERIAL CAPTADOR El material plástico fue el que más temperatura llego alcanzar durante las evaluaciones con respecto a la temperatura ambiente que fue de 26 C. Resultado del mejor material en captar la radiación solar: 1 vinifan 2 plástico 3 vidrio 6 mm 4 vidrio 4 mm 5 vidrio doble 6 mica 7 calamina 8 Policarbonato

17 Material Captador En conclusión el material para el captador óptimo será un polímero (agrofil), debido a que los resultados muestran que la captación es similar a la del vidrio, su manipulación, costo, transporte y adquisición es mucho más cómodo y accesible en las zonas alto andinas.

18 Detalles del Prototipo Prototipos de muro solar para el análisis de materiales captadores de radiación solar:

19 Inclinación de la superficie captadora Comportamiento del sol Latitud y orientación: El muro caliente debe de apuntar hacia el sur para latitudes por encima del ecuador y apuntar hacia el norte para latitudes por debajo del ecuador.

20 Inclinación de la superficie captadora Comportamiento del sol

21 Cálculos de Radiación El muro Trombe se analizara tomando las siguientes consideraciones: El captador será un cuerpo transparente. Se asumirá que el coeficiente convectivo es constante en el exterior. El flujo solar será de 700W/m² (Mapa solar) Tamb: 10 C h=20 W/m² C Δx: 40cm

22 Temperatura de superficies

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25 Temperatura de superficies

26 Simulación del muro Trombe Para la simulación se tomaron en cuenta los siguientes parámetros: Propiedades físicas Flujo interno Dirección y valor de la radiación solar Aire como flujo en la habitación Condiciones ambientales de la zona

27 Simulación del muro Trombe

28 Simulación del muro Trombe

29 Toma de resultados

30 Resultados

31 PRUEBAS EN LANGUI Se encuentra a una altura de 3969 m y una latitud de 14º EL Muro Trombe tiene las siguientes dimensiones de 3m x 2m y 70 de inclinación.

32 Temperatura ( C) RESULTADOS PRUEBAS EXPERIMENTALES LANGUI Gráfica de la temperatura del aire en el exterior, interior con muro Trombe: Exterior vs Interior :30 a.m :00 a.m. 09:30 a.m. 11:00 a.m. 12:30 p.m. 02:00 p.m. 03:30 p.m. 05:00 p.m. 06:30 p.m. Horas 08:00 p.m. 09:30 p.m. 11:00 p.m. 12:30 a.m. 02:00 a.m. 03:30 a.m. 05:00 a.m. 06:30 a.m. Exterior (Media Ambiente) Temperatura -4,0 Interior ( habitación) El ΔT promedio es de 14.4 C.

33 Temperatura ( C) RESULTADOS PRUEBAS EXPERIMENTALES LANGUI :30 a.m. 08:00 a.m. 09:30 a.m. 11:00 a.m. 12:30 p.m. 02:00 p.m. 03:30 p.m. 05:00 p.m. 06:30 p.m. 08:00 p.m. Hora 09:30 p.m. 11:00 p.m. 12:30 a.m. 02:00 a.m. 03:30 a.m. 05:00 a.m. 06:30 a.m. Interior ( habitación) Interior ( sin muro) El ΔT promedio es de 10 C aproximadamente

34 Temperatura ( C) RESULTADOS PRUEBAS EXPERIMENTALES LANGUI Gráfica de la temperatura del aire de la abertura superior e inferior: Abertura Superior Abertura Inferior :30 a.m. 09:00 a.m. 09:30 a.m. 10:00 a.m. 10:30 a.m. 11:00 a.m. 11:30 a.m. 12:00 p.m. 12:30 p.m. 01:00 p.m. Hora 01:30 p.m. 02:00 p.m. 02:30 p.m. 03:00 p.m. 03:30 p.m. 04:00 p.m. 04:30 p.m. 05:00 p.m. 05:30 p.m. El ΔT promedio es de 23 C.

35 RESULTADOS PRUEBAS EXPERIMENTALES LANGUI Temperatura del aire del exterior, interior (muro Trombe) e interior (habitación):

36 Comparación de resultados

37 CONCLUSIONES El muro Trombe resultó una tecnología renovable apropiada, económica y de buena eficiencia para la calefacción de las viviendas en las zonas andinas y alto andinas. Se comprobó que los cálculos y la simulación realizada cumplen de forma satisfactoria los resultados de las pruebas experimentales; con un porcentaje de error del 8% aproximadamente.

38 CONCLUSIONES Este sistema es de fácil construcción y de materiales económicos lo cual garantizará la mejora de las condiciones de habitabilidad de las viviendas. En la habitación acondicionada, el incremento de temperatura llega a sobrepasar los 10 C con respecto al ambiente.

39 Koñi-wasi Videos

40 Muchas gracias por su atención